アンダーパンツを用いた排泄記録システム

排泄活動を適切に行うことは,健康を維持する上で重要である.便秘や頻尿など異常な排泄状態は癌発症のリスクや, QoL (Quality of Life) の低下を招くが,異常な排泄状態を引き起こす要因は様々あり,これらの排泄障害の診断や治療には,排泄タイミングの記録が用いられる.しかし.排泄は日々繰り返し行われるため,メモなどを用いて都度記録を行うことは負担になる.近年,日々の生活に関する情報を映像や音声などデジタルデータで記録するライフログに注目が集まっているが,排泄のタイミングに関してもシステムを用いて自動で記録を取ることで,負担を軽減できる.また,歩行や階段昇降動作が排泄を促すことがわかっており,これらの動作を記録することも適切な排泄の補助になると考えられる.しかし,排泄はトイレという極めてプライベートな空間での動作であり,ユーザ自身や周囲の人のプライバシを考慮した測定方法が求めらる.また,トイレに設置したセンサにより排泄のタイミングを取得する方法が提案されているが,記録が可能なトイレが限定され,外出先のトイレの利用では情報を記録できない.
そこで本研究では,センサ内蔵アンダーパンツを用いた排泄記録手法を提案する.提案システムでは,アンダーパンツは日々着用するものであり,外出先での情報取得に適している.アンダーパンツにストレッチセンサ,ガスセンサを装着する.ストレッチセンサによってユーザが歩行などを行なった際の腹部,太腿の動きや,排泄時にはアンダーパンツのの着用状態の変化が取得でき,ガスセンサによって排便時に放出される腸内ガスの検知が可能である.アンダーパンツはズボンやスカートに覆われるため,ユーザの見た目への影響が小さく,日常生活で使用するデバイスとして適している.
これまでに評価実験として,歩行・階段上昇・階段下降・起立状態維持・着座状態維持・排便・排尿の 7 つの実際の動作時のセンサデータを取得した.被験者ごとに, 3 分割交差検証を行った結果, 72%の正解率で動作を分類できることがわかった.また,排便に関しては各被験者を通して,平均 81%という高い F 値を得たが,排尿に関しては平均 50%と高い F 値が得られず,ガスセンサの設置位置など更なる検討が必要であるということがわかった.

Excretion disorders, such as constipation and frequent urination, cause illness and restrictions in the quality of life. To diagnose and treat these excretion disorders, the records of excretion timing are used. Since excretion is repeated in daily life, it is a burden for the user to record each time by taking notes. In recent years, attention has been focused on lifelogging, in which information about daily life is recorded in digital data such as images and sounds. The timing of excretion should also be recorded automatically. In addition, moderate exercise is important for proper excretion, and since climbing stairs or walking promotes excretion, these activities is also useful for proper excretion.
However, excretion is an extremely private activity in the bathroom, and a measurement method should take into account the privacy of the user and the people around him/her. In addition, there are conventional methods of obtaining the timing of defecation using a sensor installed in the toilet they can be used only in the bathroom, which means that this the information cannot be recorded outside the home.
Herein, we propose a method for recognizing excretion activity using an underweartype device. Because users wear underwear most of the time, the data can be acquired regardless of location. The proposed system uses stretch sensors to acquire data regarding the circumference of the underwear at the abdomen and thighs, and the gas sensor to detect intestinal gas.
As an evaluation experiment, we acquired sensor data during seven movements of walking, stair climbing, stair descent, standing state, sitting state, defecation, and urination for five subjects. Our method achieved 72% recognition accuracy for each movement by three-folds cross validation. In addition, although high F-value of 81 % was obtained in defecation for all subjects, the low F-value was obtained in urination.

恵村健太郎, 磯山直也, 寺田 努, 塚本昌彦: センサ内蔵アンダーパンツを用いた排泄ログアプリケーションの提案, ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2020 論文集, p. 62 (Dec. 2020).

恵村健太郎, 磯山直也, 寺田 努, 塚本昌彦: センサ内蔵アンターパンツを用いた排泄ログシステムの提案, ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2019 論文集, p. 27 (Dec. 2019).

恵村健太郎, 寺田 努, 磯山直也, 塚本昌彦: センサ内蔵アンダーパンツを用いた行動認識手法, 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイルシンポジウム (DICOMO 2019) 論文集, pp. 817–824 (July 2019).

恵村健太郎, 磯山直也, 寺田 努, 塚本昌彦: アンダーパンツ型デバイスを用いたライフログシステムの提案, ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2018 論文集, p. 5 (Dec. 2018).